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1、新乡学院专科毕业论文（设计）摘 要电动飞行器作为一个新型的交通工具，会很好的解决内燃机汽车产生的环境和噪音问题，本文通过类比纯电动汽车的方法，致力设计于出一款成熟可靠的电动飞行器驱动系统，以达到为电动飞行器提供稳定电源的目的。本文将驱动部分分为源动和传动部分，其中着重对源动部分和传动部分中的行驶传动做了分析和设计。关键词：蓄电池；直流电动机；传动机构ABSTRACTElectric vehicle as a new transport, and will be a good solution to the environmental and noise problems of internal
2、 combustion engine vehicles, this analogy of pure electric vehicles is committed to design a proven electric vehicle drive system in order to achieveObjective of the electric vehicle to provide a stable power supply. This article will drive part is divided into source automatically and transmission
3、parts, which focuses on analysis and design with transmission in the the source moving parts and transmission parts.Key words: storage battery；direct current machine； transmission device第1章 绪论1.1选题依据及研究意义伴随着“十八”的顺利召开，国家已将发展经济作为了战略，并将坚决执行。而且随着经济持续的高速发展，中国目前已发展为世界第二大经济体，国际地位日益提高，成为引领世界经济发展的火车头，国家经济的进一
4、步稳定发展，人民的生活也会越来越好，经济收入也会越来越高，走出户外，追求健康生活的欲望也越来越高，近些年来的旅游发展就是最好的体现；国家实行的大小节假日，实际上就是在积极鼓励旅游产业的发展，旅游行业的发展已经成为拉动国家经济内需发展的一个主要产业。国家旅游产业的兴旺发展，不仅吸引了大量国内游客，而且也带动了国外游客的中国旅游，各大名胜高峰期游客大量拥挤。导致事故增加，严重影响游客心情；为此国家近年来积极发展近郊旅游，以旅游发展促进当地经济发展。另外我国目前积极实行城乡一体化的经济发展，特别是由城市带动周边乡镇发展，家庭轿车的大量增加，虽然国家道路交通也在大力发展，但是仍满足不了日益严重的交通拥
5、挤与堵塞问题，而且交通问题呈现出愈来愈严重的趋势，高峰期特别是大小节假日的拥挤与堵塞，就是最好的表现。我们的国家也对这个问题越来越重视。1.2问题的提出与初步解决随着中国的经济飞速发展，人们的工作压力越来越大，这直接促进了旅游业的高速发展，但是在交通日益堵塞的今天，去远处的名胜古迹旅游有时不但身心得不到舒畅，甚至有时还会因为拥挤的人群弄得自己疲惫不堪。所以现今很多人已经开始放弃在节假日远处旅游，而把目光聚集在近郊。人们往往采用自驾的方式去近郊放松心情，但是经济高速发展后的中国，在大城市几乎家家户户都有小轿车，即使在二线城市有车一族也占很大一部分。在这种情况下拥挤的交通又会使近郊旅游变得没有意义
6、，而且普通汽车的大量使用也带来了很多问题。汽车的大量使用，直接导致了交通的堵塞，在今天北京甚至已被国外称为一个巨大的停车场，在一二线城市每到下班时间和节假日高峰期，车辆必定堵塞得移动都成为一种奢望。不仅如此，普通汽车时燃烧汽油的，而众所周知汽油时一种不可持续能源，在将来必将被淘汰。另外汽油的燃烧会产生大量的尾气危害环境。尾气中含有一氧化碳和二氧化硫等对人体有毒的气体，还会产生二氧化碳气体。在全球已有6亿辆小轿车，并且这个数字还在急剧增加，大量的二氧化碳等温室气体被排放到空气中，温室效应加剧，气温违反自然规律的升高，给了自然环境，生态系统几乎毁灭性的打击。其次，汽车发动机产生的噪音也是一个重大的
7、污染。城市居民不堪其扰。但是同时空中却陈显出完全不同景象。人们经常可以看到这样的景象，在无边是蓝天上，偶尔掠过一架飞机，于是在地面交通不堪重负的情况下,人们完全可以将目光转向空中。现如今的空中交通仅有飞机，但是航班单价贵，班次少，并且飞机场的位置一般在大城市不易普及，就是如此现有航班依然不能满足人们的需求。发展空中走廊不仅拓展了交通线还大大缩短了两地的距离。电动飞行器最突出的特点是能源使用了可持续发展的电能，在中国最主要的电能来源虽然还是火力发电，但是中国已经在着手大力发展太阳能，风，和潮汐等可持续发展的电力来源，并且已经取得了很大的成绩。本设计致力设计的飞行器在陆地上时是可以像汽车那样行驶的
8、，在道路空旷时可以视情况像飞机那样短距离加速然后起飞。在空中在两个地点之间可以实现真正的直线飞行大大减少出行时间，并可减少无谓的能量消耗。 1.3国内外现状在能源的和交通的压力下，各国都在致力于发展新型的交通工具，其中主要就是电动飞行器的设计，但是大都不是很成功。美国国家航天局研究人员马克甚至说“当你试图融合汽车与飞机时，你得到的是世界上最糟糕的东西：一个笨重的，昂贵的，难以使用的车。”1.3.1国外发展现状 在这方面美国可谓做出了最突出的研究工作，美国专利号为#2,573,271 1951的设计由Adolph R. Perl提出，他设计了名为Roadable aircraft的汽车飞机，但遗
9、憾的是没有制造出实物。 另一款颇富前景的设计来自于华盛顿州温哥华市的米尔纳莫托斯公司(Milner Motors)设计的飞车Air-car。据米尔纳的网站介绍，Air-car是一款四门四座飞车，飞行中机翼可以向机身后面折叠，此时宽度同丰田花冠汽车一般大小。它采用两个导管风扇(安装在汽缸上的螺旋桨，比普通螺旋桨提供更多的推力)，在1000英里的飞行里程中速度达到每小时200英里。为保持飞车不超过地面速度限制，一台40 hp发动机负责Air-car在地面行驶时使用。据米尔纳莫托斯公司的网站称，目前正在制造Air-car产品原型。原型如图1-1所示。 图1-1 air-car原型图1.3.2国内发展
10、现状从很早开始，国内很多人做出了尝试，但是离成功还有较远的距离，但是如今电动汽车的相关理论研究与设施建设已经比较成功,已经解基本解决了能源可持续发展的问题。但是对于交通问题，电动汽车就显得束手无策了。1.4市场前景中国的电池产量第一，但均都出口到了欧美国家。同时中国陆地汽车数量众多大大加重了中国的石油供应，导致油价一路上涨。加重了家庭负担和温室效应。由此可以想见一旦这款飞机上市，将受到怎样的欢迎，因为它不仅解决了出行压力，并且降低了大家的出行费用，这款电池汽车的设计价仅为100万以下。第2章 电动飞行器的初步设计现代技术中，电动汽车的技术已经非常成熟，飞机的螺旋桨技术，电动机等关键技术也已经发
11、展成熟，为电动飞行器的研究和开发提供了可靠的技术上的保证。2.1电动飞行器的初步构想电动飞行器拥有复杂的结构整体设计的具体模型图如图2-1所示。 图2-1 电动飞行器模型图本设计中8有个螺旋桨，8个螺旋桨共同提供升力和依靠不同的转速提供前进的动力 ，靠前后的4个平衡翼提供可靠的平衡，初始设计图如图2-2所示。 图2-2 电动飞行器初始设计图如图2-2所示，车身上有8个螺旋桨，分别由独立的直流电动机带动，在飞行过程中，8个电动机按对角线和前后规律运行4个，利用4旋翼原理控制电动飞行器的前进。这样也保证了电动飞行器的安全问题，使8个螺旋桨按4个一组互为后备。2.2电动飞行器设计的基本构成电动飞行器
12、的设计分为9个部分，具体分为（1）电动飞行器整体设计。包括外部各个部件的设计，其中要综合考虑空气动力学、材料力学性能（选材依据）、温度、风速、湿、大气压力等。（2）电动飞行器的整体架构设计。包括内部主要部件。（3）电动飞行器的驱动部分设计。包括电机选择，传动机构简要设计，蓄电池的设计与选择。（4）电动飞行器的平衡设计。（5）电动飞行器螺螺旋桨的设计。（6）电动飞行器底盘的设计。包括地上行走部分即四轮部分。（7) 电动飞行器操控装的置设计。(8) 电动飞行器传动机构的设计。包括减速与传动。(9) 电动飞行器逃生机构的设计。包括两套降落伞、注意安放位置、弹出力度的计算。本设计主要针对电动飞行器的驱
13、动部分的设计。2.3电动飞行器的初步参数（1）质量2t只得比普通汽车稍重，如若过重则会导致能源消耗剧增，进一步会导致电池重量剧增，这样就会直接影响电动飞行器的续航能力。（2）飞行高度200m飞行高度过低则会受到高楼大厦的影响，飞得过高由于高空的空气稀薄对于驾驶员的要求会提高，这就违背了我们解决交通问题，旨在为中产家庭设计的理念了。（3）速度300km/h速度不能太高也不能过低，过低降低了实用性，过高则对驾驶员的要求也会相应加高。（4）承载两人考虑到现状基本都使独生子女与汽车总体质量的考虑决定限定为载人两人。（5）行驶距离300km，续航1.5小时 （6）整体尺寸长：4m, 宽：2m 高1.7m
14、此设计与现有的小车基本保持一致，这样电动飞行器就可以很好的像普通汽车一样在公路上行驶，并且现有的车库与停车场等设施均可以使用。第3章 电动飞行器的驱动电机在电动飞行器的运动过程中，电动机通过各种传动机构以及装置带动行动机构。当电动飞行器在地面上行驶时，在本设计中采用专用的行驶电机经过减速器然后传给地盘轮胎以动力，由此实现电动飞行器的路上行走功能。电动飞行器飞行时，通过八个独立的螺旋电动机直接带动8个螺旋桨以实现随时，安全，方便的对螺旋桨调速，这样就可以实现电动飞行器的前进，后退，转向等多种空中动作。在电动飞行器中，从功能上可以看出电动机可以分为行驶驱动电动机和螺旋电动机。31行驶电动机的设计电
15、动飞行器在陆地上行驶时有最高车速（km/h），加速时间t(s)，最大爬坡度i，续航里程S等多种重要性能指标。3.1.1 行驶电动机重要性能参数（1）行驶阻力 和一般车辆行驶过程中受力一样, 电动汽车在行驶过程行驶阻力有滚动阻力Ff、空气阻力Fw、加速阻力Fj 和坡度阻力F在行驶过程中,驱动力总是等于上述阻力之和。和普通汽车不一样的是, 电动汽车的驱动力来自驱动电机而非发动机, 电动汽车的驱动力F t 由驱动电机产生的转矩Tm 经传动系统传递到驱动轮上。 F= (3-1)电动汽车行驶动力方程式为： F (3-2）（2）电动机功率 电动飞行器在道路上行驶过程中，电动机功率和行驶阻力功率应该是平衡的。由电动飞行器地面行驶阻力可知在行驶过程中需要克服的阻力有滚动阻力功率P，空气阻力功率P，爬
